12345678

Słońce i układ planetarny, a przynajmniej tzw. planety wewnętrzne, powstały około 4,5 miliarda lat temu. Planety, wśród nich Ziemia, formowały się z materii wytworzonej w starszych gwiazdach; w skład Słońca weszły przede wszystkim wodór i hel, ale także domieszki cięższych pierwiastków. Minęło zadziwiająco mało czasu, gdy na Ziemi zaistniało życie: jego pierwsze ślady, odnalezione na Grenlandii, pochodzą prawdopodobnie sprzed 3,9 miliarda lat, a zidentyfikowane w Afryce - sprzed 3,4 miliarda lat. Ewolucja biologiczna, którą można traktować jako naturalne przedłużenie ewolucji chemicznej, prowadziła do organizmów coraz bardziej złożonych, a jej ukoronowaniem stał się gatunek Homo sapiens; jego początki sięgają mniej więcej 160 tysięcy lat. Człowiek, o pochodzeniu którego powiada Księga Rodzaju:

Utworzył tedy Pan Bóg człowieka z mułu ziemi.

Z mułu ziemi... A więc z materii wytworzonej wcześniej w gwiazdach. Tak, to trudno zakwestionować, bo przecież wszystkie pierwiastki poza wodorem i częściowo helem zaistniały jako jeden ze skutków życia gwiazd. Dlatego witaj moja gwiezdna siostro, bądź pozdrowiony mój kosmiczny bracie! Niezależnie od koloru skóry, niezależnie od tego, gdzie żyjesz i jakim mówisz językiem, jesteś mi bliski, bo pochodzimy od tych samych gwiazd. To właśnie tam, w ich migotliwym świecie, tkwią nasze najbardziej pierwotne korzenie, to tam jest nasza prakolebka...

Jak jednak zaistniało życie na Ziemi? Pomimo usilnych dociekań, nauki przyrodnicze nie dały dotąd odpowiedzi na to pytanie. Domyślamy się, jak w warunkach ziemskich mogły przebiegać przynajmniej niektóre stadia ewolucji chemicznej materii. Przypomnę zapoczątkowane w latach pięćdziesiątych minionego stulecia słynne doświadczenia Stanleya Millera, który poddawał wyładowaniom elektrycznym, imitującym burzowe błyskawice, mieszaninę metanu, amoniaku i pary wodnej (gazy te wchodziły zapewne w skład pierwotnej atmosfery ziemskiej). Już po upływie jednej doby powstały trzy kwasy karboksylowe (mrówkowy, octowy i propionowy), po kilku następnych - mocznik i kilka aminokwasów. Formaldehyd poddany naświetlaniu nadfioletem przekształcał się w rybozę i dezoksyrybozę, czyli cukry wchodzące w skład kwasów nukleinowych. Dwie zasady nukleinowe, guanina i adenina, powstają z tetrameru cyjanowodoru pod działaniem wody i promieniowania nadfioletowego; bardziej złożone oligomery poddawane hydrolizie przekształcają się z kolei w 14 aminokwasów białkowych. Wiemy zatem, przynajmniej w zarysie, jak w warunkach pozabiologicznych mogły powstawać związki kojarzone zwykle z organizmami żywymi. Jak jednak zaistniała pierwsza komórka wykazująca choćby fundamentalne cechy życia? Niestety, wobec tego zagadnienia pozostajemy zupełnie bezradni.

W ramach kanonów klasycznej kinetyki chemicznej każda reakcja zmierza monotonicznie do stanu równowagi. Stężenie substratów jest ciągłą, malejącą funkcją czasu, jak to przedstawia fotografia 10.

Kliknij, aby zobaczyć powiększenie
Zmiany stężenia substratów obserwowane w czasie przebiegu typowych reakcji chemicznych.

Dojście do stanu równowagowego doskonale ilustruje górna krzywa; w wypadku krzywej dolnej powiadamy, że rozpatrywany proces dobiegł praktycznie do końca. Kinetyka klasyczna nie wyjaśnia natomiast periodycznych przebiegów reakcji w układach jednofazowych, a tymczasem...

12345678
powrót na górę strony
Wykład
O istocie życia. Rozważania chemika
Strona
6/8
Autor
Wydział Chemii Uniwersytetu Warszawskiego
Kliknij nazwisko autora, aby zobaczyć notkę biograficzną w serwisie Nauka Polska